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저널정보
대한환경공학회 대한환경공학회지 대한환경공학회지 제36권 제11호
발행연도
2014.11
수록면
771 - 780 (10page)

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2015

유기계 지지체를 활용한 광촉매 nano-ZnO 복합체의 TCE 제거에 관한 연구
장대규 대학교 2015.01 학위논문

2014

다양한 유기계 지지체와 광촉매 Nano-ZnO 복합체를 활용한1,1,2-trichloroethylene 제거 효율 평가
장대규 ,  안호상 ,  김정연 외 4명 대한환경공학회지 2014.11 학술저널

초록· 키워드

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본 연구에서는 광촉매 nano-ZnO 분말을 수질정화에 사용 후 회수 공정을 생략하기 위해 지지체에 고정화/안정화 시발생하는 효율 저하를 유기오염물의 수착(sorption)으로 극복하고 복합체로부터 nano-ZnO의 탈리(detachment) 현상을 방지 하고자 실리콘(silicone), ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene), 에폭시(epoxy), 부타디엔 고무(butadiene rubber)를 선정하여 nano-ZnO/Organic composites (NZOCs)를 제조하였다. 또한, 개발된 다양한 NZOCs의 수중 안정성을 규명 하고, 지하수 내 대표적인 난분해성 유기오염물인 1,1,2-trichloroethylene (TCE)를 대상으로 액상에서 제거 실험을 통해 NZOCs의 활용 타당성을 검증하였다. 연구 결과, 내수성실험을 통해 개발된 NZOCs는 수질정화 용도로 장기간 사용이 타당함을 확인하였다. 또한, FESEM,EDX, imaging 분석을 통해 Nano-ZnO/Butadiene rubber Composite (NZBC)는 다양한 공극과 균열에 nano-ZnO 분말이비교적 균질하게 부착된 반면, Nano-ZnO/Silicone Composite (NZSC), Nano-ZnO/ABS Composite (NZAC), Nano-ZnO/EpoxyComposite (NZEC)는 표면에 공극과 균열이 발달되지 않아 불균질한 부착이 이뤄졌음을 확인할 수 있었다. 또한, NZBC는초기농도 대비 60%의 TCE 수착 능을 보였는데 이는 다른 유기계 지지체와 달리 비결정성 고분자이며, TCE 분자의 소수성분배가 활발히 발생하였기 때문으로 판단된다. 액상에서 TCE의 제거효율(수착+광분해)은 NZBC가 99% 제거 효율로 가장 우수했으며, 복합체 주입량이 증가할수록 TCE 제거효율이 크게 증가하였다. 이러한 결과는 butadiene rubber의 우수한 수착능과nano-ZnO의 광촉매 기작이 동시에 발생하였기 때문인 것으로 판단된다. 마지막으로 액상에서 TCE 제거는 선형모델을 활용해서 비교적 잘 모사할 수 있었으며(R2≥0.936), NZBC의 총 반응상수(Kapp)는 UV에 의한 TCE 분해상수(Kphotolysis) 대비 2.64~3.85배로 높은 값으로 확인되어 butadiene rubber가 TCE 수착 효율이 우수하며, 광분해 기작을 억제하지 않는 지지체로 활용가능한 것으로 판단하였다.
#광촉매 활성도 #나노사이즈 산화아연 #부타디엔 고무 #산화아연/유기계 복합체 #수착 #유기계 지지체 #Butadiene Rubber #Nano-ZnO #Nano-ZnO/organic Composites #Organic Supports #Photocatalytic Activity #Sorption

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1. [학술지(정기간행물)] - Maeda, K. / 2006 / Photocatalyst releasing hydro gen from water / Nature 440 (7082) : 295 ~ google schola 2. [학술지(정기간행물)] - Chatterjee, D. / 2005 / Visible light induced photocatalytic degradation of organic pollutants / J. Photochem. Photobiol. C: Photochem. Rev 6 (2-3) : 186 ~ 205 google schola 3. [학술지(정기간행물)] - Yanga, L. / 2008 / Degradation of paracetamol in aqueous solutions by TiO2 / Water Res 42 : 3480 ~ 3488 google schola 4. [학술지(정기간행물)] - Xiang, Q. / 2011 / Quantitative characterization of hydroxyl radicals produced by various photocatalysts / J. Colloid Interface Sci 357 : 163 ~ 167 google schola 5. [학술지(정기간행물)] - Guo, J. F. / 2012 / Highly stable and efficient Ag/AgCl@TiO2 photocatalyst: Preparation, characterization, and application in the treatment of aqueous hazardous pollutants / J. Hazard. Mater 211-212 : 77 ~ 82 google schola

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